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Montag, 10. September 2012

Wilson-Groom, Inc. aktualisiert das Farm- und Futtermittelanlagen-Automatisierungsmanagement

Wilson-Groom, Inc. hat das bisher von Automated Farm Systems für Futtermittelanlagen eingesetzte Automatisierungssystem aktualisiert, und das Ergebnis hat alle überrascht.

 

Figure 1: The alarm banner at the bottom will notify the user that a problem has occurred. The alarm status is also sent to the user(s) via text message.
  • Automated Farm Systems bat Wilson-Groom, Inc., ein neues Futtermittelanlagen-Automatisierungssystem ür ihre Farmanlagen zu entwickeln. Wilson-Groom wählte für dieses Projekt InduSoft Web Studio.

  • Die Anwendung ermöglicht eine weitaus bessere Kontrolle über Schneckenförderer und gibt mobile Warnhinweise für Bediener, sie ermöglicht eine umfangreiche Anpassung von Rezepturen und Mischungen und zeichnet Batch-Daten auf.

  • Die Mischzeit der Futtermittel wurde durch die Implementierung der InduSoft-Web-Studio-Lösung um circa 50% reduziert

Abb. 1: Die Alarmzeile unten teilt dem Benutzer einaufgetretenes Problem mit. Der Alarmstatus wird auch über eine Textnachricht an die Benutzer versandt.


 

Das Konzept eines stark automatisierten Systems in einer ländlichen Umgebung wie z. B. bei kleinen unabhängig bewirtschafteten Farmen kann widersinnig erscheinen. Aber um neben großen kommerziellen Landwirtschaftsunternehmen bestehen zu können, setzen viele kleine Betriebe auf die Automatisierung, um weiter effizient und konkurrenzfähig arbeiten zu können. Wilson-Groom, Inc., ein Systemintegrator in Pennsylvania, ging das Problem der zuverlässigen, flexiblen und kosteneffektiven Automatisierung von Futtermittelanlagen bei dem neuen Projekt für den Erstausrüster Automatic Farm Systems an.

Hintergrund

Automatic Farm Systems (AFS) produziert, vertreibt und installiert Ausrüstungen für Futtermittel und Getreideumschlag in Pennsylvania. Diese Ausrüstungen werden auf unabhängig betriebenen Farmen eingesetzt, die ihre Futtermittelzufuhr für Geflügel und Schweine automatisieren und individualisieren möchten. Automatic Farm Systems ist seit 1982 auf dem Markt und entwickelt von Grund auf automatisierte Lösungen. Im Bestreben, der Nachfrage  nach Automatisierungstechnologie einen Schritt voraus zu sein, hat sich AFS vor Kurzem entschlossen, die vom Unternehmen angebotene computergestützte Lösung mit einer von Wilson-Groom entwickelten Futtermittelanwendung zu aktualisieren.

Automatic Farm Systems hatte ein klares Ziel vor Augen, als man sich an Wilson-Groom wandte. Gesucht wurde nach einer Lösung für die Futtermittelanlagen des Unternehmens, die Flexibilität zur leichten Anpassung bei individuellen Installationen mit vielfältigen Gerätekonfigurationen bieten sollte. Die Lösung sollte auch konkurrenzfähig im Vergleich zu anderen Unternehmen sein, die automatisierte Lösungen für landwirtschaftliche Anwendungen anbieten. Man war überzeugt, sich mit einem leistungsstarken Steuer- und Kontrollsystem für die Geräte von der Konkurrenz abheben zu können. Wegen der erwiesenen Fähigkeit zur Schaffung von Lösungen, die solche Anforderungen erfüllen, wurde Wilson-Groom kontaktiert.

Futtermittelanlagen können von Systemen für einzelne Kleinbetriebe bis zu Installationen für den assiven kommerziellen Einsatz reichen. Unabhängig betriebene Farmen wie die von Kerek Musser erfordern umfangreiche Kontrollen der spezifischen Mischungen der in den einzelnen Zusammensetzungen verwendeten Bestandteile und Mikronährstoffe. Weiter muss die Möglichkeit vorgesehen sein, jede Mischung und Charge zu protokollieren und die Daten zur Analyse der Kosteneffizienz unterschiedlicher Rezepturen zu verwenden. Da die Farm von Kerek Musser der ideale Kandidat für die geplante Anwendung von Automated Farm Systems war, benutzte Wilson-Groom Mussers Farm als Testgelände für den Entwicklungsprozess.

Figure 2: Adding data to a recipe is performed through the use of pop-up windows.

Abb. 2: Die Dateneingabe für eine Rezeptur erfolgt über Pop-up-Fenster.


Die Herausforderung

Die ursprünglich für AFS entwickelte Anwendung beruhte auf C+ für Windows-Computer mit OPTO22-Hardware. Dieses Programm entsprach zwar den wesentlichen Anforderungen von AFS für deren Kunden, war aber eine unflexible Lösung, die sich nicht einfach zur Anpassung an unterschiedliche Architekturen oder abweichende Kundenbedürfnisse variieren ließ. Auch die Kosten in Zusammenhang mit der Programmänderung waren hoch, was Vertrieb und Vermarktung eines vollautomatisierten Futteranlagensystems erschwerte. Ein zusätzliches Problem war, dass die Datenbank-Wartungssoftware nicht unter Windows Vista oder Windows 7 lauffähig war. So ergab sich die Notwendigkeit, eine Lösung zu finden, bei der sich geänderte Technologie einfacher umsetzen lässt.

AFS wandte sich an Wilson-Groom, einen Systemintegrator aus Pennsylvania mit Erfahrungen bei der Entwicklung datengesteuerter SCADA-Systeme für Kunden. Man erläuterte die Suche nach der Schaffung einer flexibleren Lösung für das Futteranlagensystem, und Wilson-Groom begann mit der Untersuchung verschiedener Implementierungsverfahren für dieses Projekt und sprach auch mit Kerek Musser darüber, was er als AFS-Kunde von seinem Futtermittelsystem erwartet.

Musser wünschte sich von Wilson-Groom einige spezifische Merkmale. Geplant war die Möglichkeit, eigene Rezepturen für die Futtermischungen anzulegen und zu speichern und die Mischungen bei eventuellen Änderungen der Kosten für Mikro- und Makronährstoffe anzupassen. Musser wünschte sich ein System, das sich leicht ändern lässt, um neu entdeckte Funktionen, die aufgenommen werden sollten, einzusetzen. Die ursprüngliche Planung sah ein auf Microsoft Access basierendes System in Verbindung mit einer separaten Anwendung zum Erstellen und Speichern von Rezepturen vor. Es konnte einige dieser Anforderungen erfüllen, aber leider nicht alle.

Bei Wilson-Groom legte man zu Beginn der Forschung nach Lösungen ein Mindest-Anforderungsprofil fest. Hierzu gehörte eine nicht spezifisch an eine SPS oder ein Datenbank-Managementsystem gebundene Plattform. Das Projekt sah weiter eine Plattform vor, die sowohl SCADA als auch HMI in einem Produkt vereinen kann.

Jack Wilson und Bill Groom haben sich mehrere Optionen beschafft und damit gearbeitet, doch die meisten waren zu kostspielig oder zu wenig flexibel. Schließlich fiel Wilson-Groom in einer angesehenen Zeitschrift, die über preisgekrönte SCADA-Pakete berichtete, InduSoft Web Studio auf. Nach einem Anruf bei InduSoft sagte Wilson: „Zum ersten Mal bei unserer Suche sprachen wir mit einer real existierenden Person, die wirklich gewillt war, unser Vorhaben zu verstehen”. Nur einen Tag später nahmen Wilson und Groom an einem Live-Webinar bei InduSoft teil, wo sie in Echtzeit erfahren konnten, wie InduSoft Web Studio eingesetzt werden kann, um den Anforderungen von AFS und Kerek Musser gerecht zu werden.

Wilson-Groom begann mit der Entwicklung der InduSoft-Web-Studio-Lösung für Musser, wobei sich die Software als intuitiv erwies und auf ein gutes Supportsystem zur Unterstützung verfügte. Da InduSoft Web Studio native Kommunikationstreiber für die im Futtermittelsystem von AFS eingesetzte Allen-Bradley-SPS hat, war die Verbindung aller Komponenten ein einfacher Vorgang. Dadurch musste Wilson-Groom weniger Zeit für die Entwicklung aufwenden, aufwenden, als dies bei einer nicht so intuitiven Softwarelösung der Fall gewesen wäre.

Figure 3: The user can monitor the status of the batch sequence. Animated arrows are used to point to the step(s) currently in progress. Many batches can take a few hours to complete. Instead of constantly checking on the status, a “Batch Complete” text message is sent to notify the user.
Abb. 3: Der Benutzer kann den Status des Batch-Ablaufs überwachen. Mit animierten Pfeilen werden die aktuell ausgeführten Schritte angezeigt. Zahlreiche Batch-Vorgänge können mehrere Stunden erfordern. Statt der kontinuierlichen Statusprüfung wird dann die Textmeldung „Batch Complete” übermittelt, um den Benutzer zu benachrichtigen.


Die Lösung

Die für die Farm von Kerek Musser und für die Produktpalette von Automated Farm Systems entwickelte Lösung umfasst nicht nur die ursprünglich geforderte Funktionalität, sondern auch weitere Funktionen, die sich als sehr nützlich erwiesen haben.

Die von Wilson-Groom geschaffene Anwendung steuert Schneckenförderer für Bestandteile, die zum Mischen von Hühner- und Schweinefutter verwendet werden. Die HMI-Schnittstelle befindet sich auf Mussers Heimcomputer und hat eine Bedienerschnittstelle zur einfachen Eingabe von Batch- und Zusammensetzungsdaten. Die Lösung zeigt auch eine grafische Darstellung des Systems sowie Alarmmeldungen an. Ein weiteres von Wilson-Groom eingeführtes Merkmal ist die E-Mail-Funktion zum Versand von Textnachrichten an den Bediener, falls eine Alarmmeldung auftritt. Das System verwendet auch den Secure Viewer Thin Client für InduSoft Web Studio, über den Musser einen entfernt angeordneten Computer im lokalen Intranet verwenden kann. Der Web Thin Client ermöglicht den Systemzugriffüber Microsoft Internet Explorer, sodass Bediener von praktisch überall Zugang zum System haben.

Dieser Zugang ermöglicht es zusammen mit den Alarmtextmeldungen den Bedienern, Staus in den Schneckenförderern zu beseitigen oder einen angehaltenen Batch-Vorgang erneut zu starten. Da sich Batch-Abläufe häufen können, um gleichzeitig tonnenweise Futtermittel zu bewältigen, kann die Ausführung einige Zeit in Anspruch nehmen. Die Musser-Farm hat ca. 32 ha, und es ist nicht immer ein Bediener anwesend, der den Prozess am HMIComputer überwacht. Dank mobiler Meldungen kann der Bediener schnell auf Staus reagieren, indem er die “Auto¬matik/Manuell”-Schalter am Schneckenförderer betätigt. Ohne Anwesenheit eines Bedieners konnte beim alten System bei einem Stau oder Systemhalt keine Korrektur erfolgen, solange niemandem das Problem am Haupt-PC auffiel.

Meldungen werden auch telefonisch versandt, wenn ein Batch abgeschlossen ist, sodass der Bediener einen neuen Batch-Vorgang starten kann, sofern nicht bereits ein weiterer ansteht.

Datenbankverbindung ist ebenfalls ein wichtiges Merkmal der Anwendung. Die Datenbank speichert Informationen zu Zusammensetzung, Inventar, Rezepturen, Alarmprotokollen, Batch-Historie, Mischungshistorie und Kosten. Die Anwendung erzeugt wertvolle Reports, und der Bediener kann auf entscheidende Informationen zugreifen, wie z. B. die Kosten jedes Batch-Vorgangs und die Historie aller Mischungen. Diese Informationen ermöglichen eine umfangreiche Nachverfolgbarkeit, sodass das Produkt von einzelnen Bestandteilen bis zum Endergebnis überwacht werden kann. Die Merkmale der Anwendung umfassen auch die Möglichkeit, Benutzernamen und Passwörter aufzuzeichnen, den Zugriff auf höhere Funktionen über eine Sicherheitsabfrage einzuschränken und an den Rezepturen oder Mischungen vorgenommene Änderungen zu protokollieren.

Wilson-Groom Case Study

Das Ergebnis

Für Wilson-Groom, AFS und Kerek Musser waren die Ergebnisse unerwartet positiv. Die Zeit, die Musser für das Mischen von Futtermitteln aufwendet, verkürzte sich um mindestens 50 %, da die Anwendung mehr als einen Vorgang gleichzeitig ausführen kann. Zusätzlich kann Musser dank mobiler Benachrichtigung sofort das Problem angehen, falls z. B. ein Schneckenförderer blockiert oder ein Bestandteil knapp wird. Wenn er nicht an seinem Computer ist, kann dies lange Stillstandszeiten vermeiden, die ansonsten vergeudet würden, bevor die Alarmmeldung quittiert werden kann.

Auch für Automated Farm Systems ergaben sich Resultate. Man verfügt jetzt über eine im praktischen Einsatz bewährte Futtermittelanwendung, die eine verkaufsfertige Gesamtlösung darstellt und sehr flexibel und skalierbar ist und sich leicht variieren lässt, um unterschiedliche Anforderungen des Kundenstamms umzusetzen. Dadurch lässt sich das Produkt besser vermarkten, und es ist in einem Markt konkurrenzfähiger, in dem die Kunden Merkmale erwarten wie Nachverfolgbarkeit und die Möglichkeit, jeden Batch-Vorgang von Anfang bis Ende überwachen zu können und Reports über die Kosten aller Mischungen zu erhalten.

Mit InduSoft konnte Wilson-Groom auf die sich ändernden Anforderungen bei diesem Projekt reagieren. In den Worten von Jack Wilson. „Zu keinem Zeitpunkt habe ich gesagt: „‘Nein, das schaffe ich nicht’“. Diese Anwendung wird demnächst auf die neue Version von InduSoft Web Studio aktualisiert und bietet dann noch erweiterte mobile Benachrichtigungen über den Enhanced Studio Mobile Access Thin Client, sodass Informationen zum Mischprozess zunehmend auf Geräten wie iPads oder Smartphones portabel werden. Seit diesem Projekt setzt Wilson-Groom weiterhin auf InduSoft Web Studio und plant, für andere Kunden entwickelte ältere Anwendungen in InduSoft-Web-Studio-Anwendungen zu konvertieren.

Figure 4: The user can choose to run the equipment in manual for jogging or maintenance purposes.

Abb. 4: Der Benutzer kann für die schrittweise Ausführung oder Wartungsfunktionen den manuellen Betrieb des Systems wählen.


 


Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen Vertriebspartner oder direkt an InduSoft unter info@indusoft.com.de.



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